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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Klebeband insbesondere zum Isolieren
und Wickeln von Drähten oder Kabeln mit einem Trägermaterial,
das ein- oder beidseitig mit einer Klebmasse beschichtet ist, sowie
die Verwendung als Isolierband beziehungsweise Band zum Umwickeln
und Bündeln von Drähten und Kabeln, insbesondere
in Fahrzeugen wie Automobilen.
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Isolier-
und Kabelwicklungsbänder bestehen üblicherweise
aus weichgemachten PVC-Folien mit einer einseitigen Kleberbeschichtung.
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Derartige
Klebebänder auf Basis von Weich-PVC-Folien werden auch
in Automobilen zur Bandagierung von elektrischen Leitungen zu Kabelbäumen
eingesetzt. Stand in den Anfängen die Verbesserung der elektrischen
Isolation bei Verwendung dieser ursprünglich als Isolierbänder
entwickelten Klebebänder im Vordergrund, müssen
diese nun weitere Funktionen erfüllen wie die Bündelung
und dauerhafte Fixierung einer Vielzahl von Einzelkabeln zu einem
stabileren Kabelstrang oder den Schutz der Kabel gegen mechanische, thermische
und chemische Umwelteinflüsse.
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Solche
Kabelbäume werden auch heute noch größtenteils
in Handarbeit gewickelt. Gerade bei dem manuellen Ablängen
von üblichen weichen Folienklebebändern kommt
es leicht zu einer Überdehnung der Trägerfolie
und einer verwellten Abrisskante, die eine sichere Verklebung erschwert.
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Der
Rückschrumpf nach Überdehnung kann zum Ablösen
des verklebten Endes führen (dem Fachmann als Flagging
bekannt). Unter Flagging wird allgemein die Neigung des Bandendes
einer Wicklung abzustehen verstanden. Die Ursache ergibt sich aus
der Kombination von Haltekraft durch den Klebstoff, der Steifigkeit
des Trägers und des Durchmessers des Kabelsatzes.
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Flagging
kann nicht nur durch nicht fachgemäße Anwendung
des Folienklebebandes auftreten, sondern auch durch das Design des
speziellen Kabelbaums verursacht werden. Hier zeigt sich, dass insbesondere
Klebebandenden, die sich in der unmittelbaren Nähe von
Durchmesseränderungen des Kabelbaums befinden, zum Ablösen
neigen.
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Dieses
Problem wird von den Herstellern von Kabelbäumen auf verschiedene
Arten vermieden. Es ist zum Beispiel gängige Praxis, das
Wickeln auf dem jeweiligen Bauteil mit dem größeren
Durchmesser zu beenden. Des Weiteren wird versucht, durch eine zusätzliche
hohe Andruckkraft das Ende des Klebebandes besonders gut zu fixieren.
Alle diese Lösungen erfordern jedoch einen Zusatzaufwand
beim Wickeln von Kabelbäumen, der nach Möglichkeit
vermieden werden sollte.
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Üblicherweise
wird daher von Klebebändern eine hohe Klebkraft auf der
eigenen Rückseite verlangt, um Flagging zu vermeiden. Diese
hohe Klebkraft geht oft auch mit einer insgesamt weichen Klebmasse
einher, welche wiederum zu einem Ausbluten der Klebmasse aus den
Seiten der Rolle führt. Diese Seitenkantenklebrigkeit wird
von dem Fachmann auch als Oozing bezeichnet.
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Um
neueren Ansprüchen an den Umweltschutz zu genügen,
gibt es seit Jahren den Trend, Lösungsmittel in der Produktion
von Klebebändern zu vermeiden. Insbesondere in der Automobilindustrie
wird verstärkt verlangt, dass die eingesetzten Produkte
keine Lösungsmittel (dem Fachmann als VOC – volatile
organic compounds – bekannt) ausdunsten.
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Da
für Weich-PVC-Folien eine Beschichtung mit Hotmelt-Klebmassen
technisch schwierig und aufwändig ist, wird dieses Problem
von den Herstellern mit Wasser basierten Klebmassen gelöst.
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Diese
wässerigen Klebmassen haben in Kombination mit weichgemachten
PVC-Folien allerdings üblicherweise eine geringe Klebkraft
im Vergleich zu lösungsmittelbasierten Systemen. Dieser
Nachteil lässt sich zwar durch geeignete Formulierungen
für einige Massesysteme umgehen, es ist aber aus Kostengründen
erstrebenswert, auch Klebmassen mit geringeren Klebkräften
verwenden zu können, ohne dass Flagging auftritt.
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Aus
der
DE 102 02 038
A1 ist ein Klebeband zum Isolieren und Wickeln von Drähten
oder Kabeln mit einem Trägermaterial bekannt, das ein-
oder beidseitig mit einer Klebemasse beschichtet ist, wobei das
Trägermaterial aus einer bahnförmigen, vorzugsweise
verstreckten PVC-Folie mit einer Dicke von bis zu 40 μm, bevorzugt
20 bis 40 μm, besteht und im wesentlichen weichmacherfrei
ist.
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Die
PVC-Folie kann geprägt sein, wobei die Tiefe der Prägung
vorzugsweise 10 bis 30 μm beträgt und/oder wobei
die Prägung aus einem Muster mit längs- oder querverlaufenden
durchgehenden oder unterbrochenen Linien besteht.
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Aufgabe
dieser Erfindung ist es, ein Klebeband mit einem Trägermaterial
auf PVC Basis zur Verfügung zu stellen, das ein schnelles
und einfaches Bündeln von Kabeln ermöglicht, so
dass die Nachteile des Stands der Technik – speziell Flagging
und Oozing – nicht auftreten.
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Gelöst
wird diese Aufgabe durch ein Klebeband, wie es in dem Hauptanspruch
niedergelegt ist. Gegenstand der Unteransprüche sind dabei
vorteilhafte Weiterbildungen des Klebebandes sowie die bevorzugten Anwendungen
des erfindungsgemäßen Klebebandes.
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Demgemäß betrifft
die Erfindung ein Klebeband insbesondere zum Umwickeln von langgestrecktem Gut
wie insbesondere Leitungen oder Kabelsätze mit einem bahnförmigen
Trägermaterial, das zumindest einseitig mit einer insbesondere
druckempfindlichen Klebmasse beschichtet ist, wobei das Trägermaterial
aus einer geprägten PVC-Folie besteht, die eine Prägungstiefe
von 0,01 μm bis 8 μm, bevorzugt 0,1 μm
bis 3 μm aufweist.
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Die
Tiefe der Prägung, das ist die Differenz zwischen der aus
dem Flächengewicht errechneten und der mit einem Dickentaster
bestimmten Dicke (die zur Bestimmung der Prägetiefe erforderliche
Meßmethode wird weiter unten erläutert), ist zwischen
0,01 μm und 8 μm, wobei das Muster der Prägung
grundsätzlich nicht weiter von Bedeutung ist. Bevorzugt
wird eine Folie mit Prägung mit längs- oder querverlaufenden
durchgehenden oder unterbrochenen Linien.
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Über
Form und Tiefe einer Prägung wird die Anschmiegsamkeit
der Folie beim Wickeln von Kabeln positiv beeinflusst. Auch bezüglich
des Teleskopierens hat eine Prägung der Folie einen positiven
Einfluss, da bei Spannungen vorrangig die zwischen Folie und Klebemasse
eingeschlossene Luft ausgequetscht wird. Des Weiteren kann dadurch
auch eine geringere Abrollkraft erreicht werden, was sich bei der üblichen
Verarbeitung des Klebebandes von Hand positiv auswirkt.
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Für
den Fachmann ist es eine überraschende Erkenntnis, dass
nicht die Klebkraft der Klebemasse auf der eigenen Rückseite
der entscheidende Einflussfaktor zur Vermeidung des Flagging (die
zur Bestimmung des Flagging erforderliche Meßmethode wird
weiter unten erläutert) ist, sondern dass sich vielmehr
ein direkter Zusammenhang zwischen der Tiefe der Prägung
und dem Flagging-Verhalten unabhängig von der Klebkraft herleiten
lässt.
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Des
Weiteren ist es überraschend, dass sich dieser Effekt auf
den verschiedensten Folienrezepturen in Kombination mit allen denkbaren
Klebmasseformulierungen nachweisen lässt.
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Gemäß einer
ersten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht
das Trägermaterial aus einer PVC-Folie mit einer Dicke
von 40 μm bis 350 μm, bevorzugt 70 μm
bis 150 μm.
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Das
erfindungsgemäße Klebeband kann mit einer Folie,
die übliche Monomerweichmacher wie Dioctylphthalat (DOP,
Di(2-ethylhexyl)phthalat), Diisononylphthalat (DINP), Diisodecylphthalat
(DIDP), Tris(2-ethylhexyl)trimellitat (TOTM) einem Bereich von 5
bis 60 phr enthält, ebenso hergestellt werden wie mit einem
Film, der typische Polymerweichmacher wie etwa Polyester aus Adipin-,
Sebacin-, Azelain- und Phthalsäure mit Diolen wie Butan-1,3-diol,
Propan-1,2-diol, Butan-1,4-diol, Hexan-1,6-diol und andere (Mr ca. 1800 bis 13000) in einem Bereich von
10 bis 70 phr enthält. Auch lässt sind ein vergleichbarer
Film mit einem typischen Phosphat-Weichmacher wie Diphenylkresylphosphat
(DPCF), Diphenyloctylphosphat (DPOF, (2-Ethylhexyl)-diphenylphosphat)
oder/und Tris(2-ethylhexyl)-phosphat (TOF) herstellen.
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Ebenso
sind Mischungen mit einem oder mehreren Weichmachern aus diesen
Typen möglich.
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Der
K-Wert des PVC-Pulvers kann ebenfalls in einem weiten Bereich variieren.
So hat der Einsatz von Emulsions- oder Suspensions-PVC-Pulver im
Bereich von 40 bis 90 K keinen relevanten Einfluss auf die Verbesserung
des Flagging-Verhaltens.
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Aufgrund
der höheren Wärmestabilität wird jedoch
ein PVC mit einem hohen K-Wert bevorzugt, zum Beispiel Emulsions-PVC
mit K-Wert 78. Derartige Materialien und Ihre Verarbeitung werden
zum Beispiel in Handbook of PVC Formulating, Hrsg. E. J.
Wickson, J. Wiley & Sons,
1993 oder PVC: Production, Properties and Uses,
G. Mattews, The Institute of Materials, 1996 beschrieben.
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Der
K-Wert der Folie kann daher bevorzugt bei 60 bis 90 liegen, insbesondere
75 bis 80.
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Auch
können alle weiteren Zuschlagsstoffe zu PVC-Folien wie
Stabilisatoren, wie zum Beispiel im "Plastics Additives
Handbook" (5. Ed.) Hanser Verlag oder im "Handbook
of PVC Formulating" John Wiley & Sons Verlag beschrieben,
einem erfindungsgerechten Klebeband zugesetzt werden, ohne das Flagging-Verhalten
zu beeinflussen.
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Der
Zusatz von Stabilisatoren wie zum Beispiel Diphenylthioharnstoff
ist wünschenswert, um eine thermische Schädigung
(zum Beispiel Versprödung) der PVC-Folien bei der Verarbeitung
und während der Anwendung als Klebeband zu vermeiden. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält
die Folie Stabilisatoren.
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Insbesondere
Stabilisatoren auf Basis von Zinn-Verbindungen sind für
das erfindungsgemäße Klebeband geeignet, vorzugsweise
solche, die für Lebensmittelverpackungsfolien zugelassen
sind wie Dibutylzinn-bis-(2-ethylhexylmercaptoacetat). Die Verwendung
von Blei oder Cadmium haltigen Stabilisatoren ist ebenfalls möglich,
diese werden aber aus toxikologischen und Umweltaspekten weniger
gern eingesetzt. Der Gehalt an Stabilisator beträgt zum
Beispiel 0,3 bis 10 Gew.-Teile bezogen auf 100 Gew.-Teile PVC-Polymer, zur
Erreichung hoher Wärmebeständigkeit mindestens
0,7 vorzugsweise mindestens 1 phr (Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile
PVC).
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Weitere
bei PVC-Folien übliche Additive wie Füllstoffe,
Pigmente, Impactmodifier, Gleitmittel und/oder Verarbeitungshilfsmittel
(zum Beispiel Paraloid K 120 ND, Rohm & Haas) können zur Herstellung
der Trägerfolie des erfindungsgemäßen
Klebebandes verwendet werden. Übliche Additive werden im „Kunststoff-Handbuch – Polyvinylchlorid
2/1" (2.) Hanser Verlag, Kap. 6, beschrieben.
Als bevorzugtes Gleitmittel wird Montansäureesterwachs
verwendet, wobei eine Menge von 2 bis 5 Gewichtsteilen auf 100 Gew.-Teile
PVC-Polymer günstig ist.
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Die
Herstellung der Trägerfolie erfolgt bevorzugt auf einem
Kalander im Hoch- oder Niedertemperaturverfahren, insbesondere mit
nachgeschalteter Verstreckung. Dabei wird die Folie auf einer Rollenstrecke durch
zunehmende Geschwindigkeit von Walzen oberhalb von 95°C
um ein Vielfaches verstreckt, wobei die Dicke entsprechend abnimmt.
Zusätzlich kann die Folie auch noch etwas in die Breite
gezogen werden (KOBRA®-Prozess).
Der Luvitherm®-Prozess ist für
die erfindungsgemäßen Klebebänder besonders
gut geeignet, da hier auch hohe K-Werte problemlos verarbeitet werden
können. Das Luvitherm®-Verfahren
ist beispielsweise im Kunststoff-Handbuch, Carl-Hanser-Verlag,
Band II, Polyvinylchlorid, Teil 1, Seiten 240 bis 243 beschrieben.
Es besteht aus zwei Verfahrensschritten, wobei in einer ersten Stufe
Polyvinylchlorid bei relativ niedrigen Temperaturen kalandriert,
das heißt, durch Walzen zu einer Folie gepresst wird, und
in einer zweiten Stufe diese Folie, die eine geringe mechanische
Festigkeit aufweist, durch kurzzeitige Behandlung bei höheren
Temperaturen auf Walzen versintert wird. Hart-PVC kann auch im Glasprozess
zu dünnen Folien verarbeitet werden, das Verfahren ist
jedoch nur für niedrigere K-Werte geeignet.
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Das
PVC-Trägermaterial wird zumindest einseitig mit einer Kleberbeschichtung
versehen. Bei den Haftklebern kommen alle gängigen Typen
in Frage wie Kleber auf Basis von wässerigen Polyacrylat,
Polyisopren und oder Polyisobutylen ist, allgemein Kautschuken oder
Acrylaten.
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Solche
Kautschuke können zum Beispiel Homo- oder Copolymere des
Isobutylens, des 1. Butens, des Vinylacetats, von Acrylsäureestern,
des Butadiens oder des Isoprens sein, wobei der Focus auf Formulierung auf
Basis von Acrylsäureestern, Butadien oder Isopren liegt.
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Typische
Acrylat basierte Klebstoffe lassen sich aus Alkylacrylaten und/oder
Methacrylaten mit 4 bis 17 Kohlenstoffatomen polymerisieren. Die
mechanischen und Hafteigenschaften können durch Einpolymerisieren
geeigneter Comonomere mit zum Teil zusätzlichen funktionellen
Gruppen wie Carboxy- oder Hydroxy-Gruppen gezielt verbessert werden.
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Alle
diese Klebmassetypen können aus Lösung, als Dispersion
oder als Hotmelt beschichtet werden. Die Wahl der Beschichtungsmethode
hat keinen signifikanten Einfluss auf das Flagging-Verhalten.
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Bevorzugt
sollte jedoch ein wässerig basiertes Massesystem zum Einsatz
kommen.
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Geeignete
Klebmassen können in einem Bereich von 10 bis 50 g/m2, insbesondere 15 bis 30 g/m2 aufgetragen
werden.
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Die
Klebkraft auf der eigenen Rückseite kann dabei im Bereich
von 0,2 bis 3 N/cm, bevorzugt von 0,5 bis 1,5 N/cm variieren, ohne
dass das Flagging-Verhalten nachweislich beeinflusst wird.
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Zur
Optimierung der Eigenschaften kann die zum Einsatz kommende Selbstklebemasse
mit einem oder mehreren Additiven wie Klebrigmachern (Harzen), Weichmachern,
Füllstoffen, Pigmenten, UV-Absorbern, Lichtschutz-, Flamm-,
Alterungsschutzmitteln, Photoinitiatoren, Vernetzungsmitteln oder
Vernetzungspromotoren abgemischt sein. Klebrigmacher sind beispielsweise
Kohlenwasserstoffharze (zum Beispiel Polymere auf Basis ungesättigter
C5- oder C9-Monomere),
Terpenphenolharze, Polyterpenharze auf Basis von Rohstoffen wie
zum Beispiel α- oder β-Pinen, aromatische Harze
wie Cumaron-Inden-Harze oder Harze auf Basis Styrol oder α-Methylstyrol
wie Kolophonium und seine Folgeprodukte, zum Beispiel disproportioniertes, dimerisiertes
oder verestertes Kolophonium, zum Beispiel Umsetzungsprodukte mit
Glycol, Glycerin oder Pentaerythrit, um nur einige zu nennen. Bevorzugt
werden Harze ohne leicht oxidierbare Doppelbindungen wie Terpenphenolharze,
aromatische Harze und besonders bevorzugt Harze, die durch Hydrierung
hergestellt sind wie zum Beispiel hydrierte Aromatenharze, hydrierte
Polycyclopentadienharze, hydrierte Kolophoniumderivate oder hydrierte
Polyterpenharze.
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Geeignete
Füllstoffe und Pigmente sind beispielsweise Ruß,
Titandioxid, Calciumcarbonat, Zinkcarbonat, Zinkoxid, Silicate oder
Kieselsäure. Geeignete beimischbare Weichmacher sind beispielsweise
aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Mineralöle,
Di- oder Poly-Ester der Phthalsäure, Trimellitsäure
oder Adipinsäure, flüssige Kautschuke (zum Beispiel
Nitril- oder Polyisoprenkautschuke), flüssige Polymerisate
aus Guten und/oder Isobuten, Acrylsäureester, Polyvinylether,
Flüssig- und Weichharze auf Basis der Rohstoffe von Klebharzen,
Wollwachs und andere Wachse oder flüssige Silikone.
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Vernetzungsmittel
sind beispielsweise Isocyanate, Phenolharze oder halogenierte Phenolharze,
Melamin- und Formaldehydharze. Geeignete Vernetzungspromotoren sind
zum Beispiel Maleinimide, Allylester wie Triallylcyanurat, mehrfunktionelle
Ester der Acryl- und Methacryläure.
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Alterungsschutzmittel
sind beispielsweise sterisch gehinderte Phenole welche unter anderem
unter dem Handelsnamen Irganox bekannt sind.
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Eine
Vernetzung ist vorteilhaft, da die Holding Power erhöht
wird und sich damit die Neigung zu Deformationen der Rollen bei
Lagerung (Teleskopieren oder Bildung von Hohlstellen, auch Gaps
genannt) verringert. Auch das Ausquetschen der Klebemasse (Oozing)
wird verringert, dies drückt sich in klebfreien Seitenkanten
der Rollen und klebfreien Kanten spiralig um Kabel gewickelten Klebebandes
aus. Die Holding Power wird auch von der Zusammensetzung des Klebstoffs
und dem Weichmachergehalt der Folie bestimmt, sie liegt vorzugsweise
oberhalb von 150 min.
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Die
Klebemasse kann in Längsrichtung des Klebebands in Form
eines Streifens aufgebracht sein, der eine geringere Breite aufweist
als der Träger des Klebebands.
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Je
nach Verwendungsfall können auch mehrere parallele Streifen
des Klebers auf dem Trägermaterial beschichtet sein.
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Die
Lage des Streifens auf dem Träger ist frei wählbar,
wobei eine Anordnung direkt an einer der Kanten des Trägers
bevorzugt wird.
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Bevorzugt
ist die Klebemasse vollflächig auf dem Träger
aufgetragen.
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Auf
der Klebebeschichtung des Trägers kann zumindest ein Streifen
einer Eindeckung vorgesehen sein, der oder die sich in Längsrichtung
des Klebebands erstrecken und der oder die zwischen 20% und 90% der
Klebebeschichtung abdecken.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist genau ein
Streifen der Eindeckung auf der Klebebeschichtung vorhanden.
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Die
Lage des Streifens auf der Klebebeschichtung ist frei wählbar,
wobei eine Anordnung direkt an einer der Längskanten des
Trägers bevorzugt wird. Auf diese Weise ergibt sich ein
in Längsrichtung des Klebebands erstreckender Klebestreifen,
der mit der anderen Längskante des Trägers abschließt.
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Wird
das Klebeband zur Ummantelung eines Kabelbaums eingesetzt, indem
das Klebeband in einer spiralförmigen Bewegung um den Kabelbaum
geführt wird, kann die Umhüllung des Kabelbaums
so erfolgen, dass die Klebemasse des Klebebands nur auf dem Klebeband
selbst verklebt wird, während das Gut mit keinem Kleber
in Berührung kommt.
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Der
so ummantelte Kabelbaum weist aufgrund der fehlenden Fixierung der
Kabel durch irgendeinen Kleber eine sehr hohe Flexibilität
auf. Damit ist seine Biegefähigkeit beim Einbau – gerade
auch in engen Durchgängen oder scharfen Abbiegungen – deutlich
erhöht.
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Falls
eine gewisse Fixierung des Klebebands auf dem Gut gewünscht
wird, kann die Ummantelung derartig erfolgen, dass der Klebestreifen
zu einem Teil auf dem Klebeband selbst und zu einem anderen Teil auf
dem Gut verklebt wird.
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Gemäß einer
anderen vorteilhaften Ausführungsform ist der Streifen
mittig auf der Klebebeschichtung aufgebracht, so dass sich zwei
an den Längskanten des Trägers in Längsrichtung
des Klebebands erstreckende Klebestreifen ergeben.
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Für
das sichere und wirtschaftliche Aufbringen des Klebebands in besagter
spiralförmiger Bewegung um den Kabelbaum und gegen das
Verrutschen der sich ergebenden Schutzumhüllung sind die
zwei jeweils an den Längskanten des Klebebands vorhandenen
Klebestreifen vorteilhaft, insbesondere wenn einer, der meist schmaler
als der zweite Streifen ist, als Fixierungshilfe dient und der zweite,
breitere Streifen als Verschluss dient. Auf diese Weise ist das
Klebeband so auf dem Kabel verklebt, dass der Kabelsatz gegen Verrutschen
gesichert und dennoch flexibel gestaltet ist.
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Daneben
gibt es Ausführungsformen, bei denen mehr als ein Streifen
der Eindeckung auf der Klebebeschichtung aufgebracht sind. Wenn
lediglich von einem Streifen die Rede ist, liest der Fachmann in
Gedanken mit, dass durchaus auch mehrere Streifen gleichzeitig die
Klebebeschichtung eindecken können.
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Bevorzugt
deckt der Streifen insgesamt zwischen 50% und 80% der Klebebeschichtung
ab. Der Abdeckungsgrad ist gewählt in Abhängigkeit
von der Anwendung und von dem Durchmesser des Kabelsatzes.
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Die
angegebenen Prozentzahlen beziehen sich auf die Breite der Streifen
der Eindeckung in Bezug auf die Breite des Trägers.
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Besonders
vorzugsweise verbleiben ein oder zwei Klebestreifen, deren Gesamtbreite
20 bis 50% der Breite des Trägers ausmacht.
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Als
Materialien für die Eindeckung kommen die insbesondere
für Kabelbandagierungsanwendungen üblichen Folien
basierend auf Polyolefinen (zum Beispiel Polyethylen-, Polypropylen-,
mono- oder biaxial orientierte Polypropylenfolien, Polyester-, PA-,
und andere Folien) oder PVC in Betracht, bevorzugt solche mit Weichmachergehalten
zwischen 20 und 60 phr.
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Vorteilhaft
ist die Verwendung einer Primerschicht zwischen Trägerfolie
und Klebmasse zur Verbesserung der Haftung der Klebmasse auf der
Folie und somit der Vermeidung von Übertragung von Klebemasse auf
die Folienrückseite während des Abwickelns der
Rollen. Beschreibungen der üblicherweise für Klebebänder
verwendeten Klebmassen sowie Trennlacken und Primern finden sich
zum Beispiel in „Handbook of Pressure Sensitive
Adhesive Technology", D. Satas, (3. Auflage).
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Als
Primer sind die bekannten Dispersion- und Lösungsmittelsysteme
verwendbar zum Beispiel auf Basis von Isopren oder Butadien haltigen
Kautschuk, Cyclokautschuk und insbesondere Nitrilkautschuk. Isocyanate
als Additiv verbessern die Haftung und verbessern die Scherfestigkeit
des Klebers nach Eindiffusion.
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Gegebenenfalls
kann auf der Trägerrückseite eine Beschichtung
zur Einstellung der Abrollkraft aufgebracht werden.
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Ein
Release-Effekt kann durch Beschichtung bekannter Releasemittel (gegebenenfalls
mit anderen Polymeren abgemischt) erfolgen. Beispiele sind Stearylverbindungen
(zum Beispiel Polyvinylstearylcarbamat, Stearylverbindungen von Übergangsmetallen
wie Cr oder Zr, Harnstoffe aus Polyethylenimin und Stearylisocyanat,
Polysiloxane (zum Beispiel als Copolymer mit Polyurethanen oder
als Propfcopolymer auf Polyolefin), thermoplastische Fluorpolymere.
Der Begriff Stearyl steht als Synonym für alle geraden
oder verzweigten Alkyle oder Alkenyle mit einer C-Zahl von mindestens
10, wie zum Beispiel Octadecyl.
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Zur
Erzielung einer guten Handeinreißbarkeit werden bei Herstellung
der Klebebandrollen raue Schnittkanten erzeugt, die bei mikroskopischer
Betrachtung Risse ausbilden, die ein Weiterreißen begünstigen.
Dies ist insbesondere durch die Anwendung eines Quetschschnitts
mit stumpfen oder definiert gezackten rotierenden Messern oder durch
einen Abstechschnitt mit stumpfen feststehenden Klingen möglich.
Aufgrund der geringe Dicke und der geringen Teleskopierneigung ist
eine Lauflänge der Rollen von 33 bis 100 m problemlos möglich
während konventionelle Produkte üblicherweise
Längen von vergleichsweise geringen 10 bis 33 m aufweisen.
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Das
erfindungsgemäße Klebeband ist vorzugsweise farbig,
insbesondere schwarz. Die Einfärbung kann in die Folie,
in die Klebstoff- und/oder in die Primerschicht eingebracht oder
durch Bedruckung der Folie vor, während oder nach der Kleberbeschichtung
vorgenommen werden.
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Die
Basisfolie sowie der Träger des Klebebands insgesamt können
ein Flammschutzmittel enthalten. Dafür kommen halogenfreie
Materialien in Frage, das sind beispielsweise Füllstoffe
wie Carbonate und Hydroxide des Aluminiums, Calciums oder des Magnesiums,
wie Borste, wie Stannate, Flammschutzmittel auf Stickstoffbasis
wie Melamincyanurat, Dicyandiamid, roter Phosphor, organische oder
anorganische Phosphate beziehungsweise Polyphosphate oder sterisch
gehinderte Amine wie zum Beispiel die Klasse der HA(L)S. Bei sehr
hohen Anforderungen können bromhaltige Flammschutzmittel
wie Hexabomcyclododecan, Polydibromstyrol oder bevorzugt Bis(pentabromophenyl)ethan
eingesetzt werden. Decabromdiphenyloxid kann eingesetzt werden,
des Weiteren Antimontrioxid(Sb2O3).
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Aufgrund
der geschilderten positiven Eigenschaften lässt sich das
Klebeband hervorragend zum Isolieren und Wickeln von Drähten
oder Kabeln verwenden.
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Des
Weiteren ist es vorteilhaft zum Ummanteln von langgestrecktem Gut
wie insbesondere Kabelsätze in Kraftfahrzeugen geeignet,
wobei das Klebeband in einer Schraubenlinie um das langgestreckte
Gut geführt oder das langgestreckte Gut in axialer Richtung
von dem Band umhüllt werden kann.
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Weiter
vorzugsweise zerstört das Klebeband bei Verklebung auf
Kabeln mit PVC-Ummantelung und auf Kabeln mit Polyolefin-Ummantelung
dieselbigen nicht, wenn ein Verbund aus Kabeln und Klebeband gemäß der LV
312, Ausgabe Januar 2006, Abschnitt 5.5, bei Temperaturen über
100°C und bis zu 3000 h gelagert und anschließend
die Kabel um einen Dorn gebogen werden.
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In
der 1 ist ein Ausschnitt eines Kabelbaums gezeigt,
der sich aus einer Bündelung von einzelnen Kabeln (7)
zusammensetzt und der mit dem erfindungsgemäßen
Klebeband ummantelt ist. Das Klebeband wird in einer spiralförmigen
Bewegung um den Kabelbaum geführt.
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Der
gezeigte Ausschnitt des Kabelbaums zeigt zwei Wicklungen I und II
des Klebebands. Nach links hin würden sich würden
weitere Wicklungen erstrecken, diese sind hier nicht dargestellt.
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Auf
der Klebebeschichtung (4) ist ein Streifen (5)
der Eindeckung vorhanden, so dass sich ein in Längsrichtung
des Bands erstreckender Klebestreifen (6) ergibt. Es wechseln
sich nichtklebende Bereiche (11, 21, 23)
des Klebebands mit klebenden Bereichen (12, 22, 24)
ab. (Die Abschnitte 22, 24 sind im Gegensatz zur
offen liegenden Klebemasse 12 von außen nicht
sichtbar, weshalb die dichtere Schraffur zur Darstellung gewählt
ist.)
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Die
Ummantelung des Kabelbaums erfolgt derartig, dass der Klebemassestreifen
(6) vollständig auf dem Klebeband verklebt. Eine
Verklebung mit den Kabeln (7) ist ausgeschlossen.
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Der
allgemeine Ausdruck „Klebeband” umfasst im Sinne
dieser Erfindung alle flächigen Gebilde wie in zwei Dimensionen
ausgedehnte Folien oder Folienabschnitte, Bänder mit ausgedehnter
Länge und begrenzter Breite, Bandabschnitte, Stanzlinge,
Etiketten und dergleichen.
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Prüfmethoden
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Die
Messungen werden bei einem Prüfklima von 23 ± 1°C
und 50 ± 5% rel. Luftfeuchte durchgeführt.
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Die üblichen
Methoden zur Bestimmung des Flagging-Verhaltens im Labormaßstab
sind in Spezifikationen von verschiedenen Automobilherstellern niedergelegt.
Standard ist hier die Herstellung eines Prüfkörpers,
der aus 5 bis 25 Einzelkabeln mit einem oder unterschiedlichen Durchmesser
besteht. Das Material der Kabelummantelung folgt der Temperaturklasse
des jeweilig zu testenden Klebebandes. Diese Kabel werden dann mit
dem zu testenden Klebeband so umwickelt, dass sich die einzelnen
Windungen jeweils um 50% überlappen. Der so erhaltene Prüfkörper
wird dann unterschiedlichen Temperatur- und Umwelteinflüssen
ausgesetzt und anschließend um einen Dorn von 80 mm Durchmesser
gebogen. Anschließend wird unter anderem auch das Flagging
bewertet. Dieser Flagging-Test ist nicht sehr sensitiv, viele Klebebänder,
die in diesem Test fehlerfrei durchlaufen, zeigen bei der realen
Anwendung Flagging.
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Daher
ist ein neuartiger Test, der die Situation bei der Herstellung der
Kabelbäume nachstellt, entwickelt worden. Dazu werden 13
einzelne Kabel der handelsüblichen Qualität 0,85
mm2 auf einer Länge von etwa 2
m mit 10 Rillrohren von 10 cm Länge und einem Durchmesser
von 10 mm bestückt. Diese werden dann mit dem zu testenden
Klebeband so umwickelt, dass sich die einzelnen Windungen jeweils
50% überlappen. Etwa 5 cm nach dem Ende des Rillrohres
wird das Wickeln beendet und das Klebeband von Hand so abgerissen, dass
dieses jeweils zur Hälfte auf der eigenen Rückseite
und dem Kabelstrang klebt. Der so erhaltende Prüfkörper
wird dann um einen 1,5 m langen Dorn mit einem Durchmesser von 80
cm spiralförmig gewickelt und fixiert. Nach 24 h bei Raumtemperatur
wird der Prüfkörper entfernt und das Flagging-Verhalten
der Klebebandenden bewertet. Steht ein Klebebandende mehr als 1
mm ab, so wird dies als Flagging bewertet.
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Die
Tiefe der Prägung ergibt sich aus der Differenz der Dicken
vor und nach dem Prägevorgang. Diese lässt bei
schon geprägten Mustern folgendermaßen abschätzen:
Zunächst errechnet man aus dem Flächengewicht
(ermittelt nach DIN 53352) und der Dichte von (PVC
= 1,37 g/m3) eine theoretische Dicke. Diese
theoretische Dicke subtrahiert man dann von der nach DIN
53370 mit planen Taster gemessenen realen Dicke. Das Ergebnis
entspricht der ungefähren Tiefe der Prägung.
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Der
K-Wert von PVC wird nach DIN 53726/ISO
1628-2 bestimmt.
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Die
Molekulargewichtsbestimmungen der Molekulargewichte Mr erfolgte
mittels Gelpermeationschromatographie (GPC). Als Eluent wurde THF
(Tetrahydrofuran) mit 0,1 Vol.-% Trifluoressigsäure eingesetzt.
Die Messung erfolgte bei 25°C. Als Vorsäule wurde
PSS-SDV, 5 μ, 103 Å, ID
8,0 mm × 50 mm verwendet. Zur Auftrennung wurden die Säulen
PSS-SDV, 5 μ, 103 sowie 105 und 106 mit jeweils
ID 8,0 mm × 300 mm eingesetzt. Die Probenkonzentration
betrug 4 g/l, die Durchflussmenge 1,0 ml pro Minute. Es wurde gegen
PMMA-Standards gemessen
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Im
Folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Beispiele näher
erläutert werden, ohne mit diesen die Erfindung in irgendeiner
Weise beschränken zu wollen.
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Beispiele
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Beispiel 1
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Klebebänder basierend auf einer
Acrylatklebemasse
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Klebeband 1:
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Ein
Weich-PVC-Film mit folgender Zusammensetzung (Angaben bezogen auf
100 phr Polymer)
| 50
phr | Polymerweichmacher |
| 10
phr | Füllstoffe
(Kreide) |
| 1 phr | Ruß |
| 1 phr | Stabilisator |
von 100 g/m
2 Flächengewicht
mit einer Prägetiefe von 15 μm wurde beschichtet
mit 25 g/m
2 einer Acrylat basierten wässerigen
Klebmasse (wässrige Acrylatdispersion der Firma Rohm and
Haas mit der Bezeichnung Primal PS83D (Feststoffgehalt 53 Gew.-%;
Ammoniakgehalt < 0,2
Gew.-%; pH-Wert 9,1 bis 9,8)).
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Klebeband 2:
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Der
obige Weich-PVC-Film von 100 g/m2 Flächengewicht
mit einer Prägetiefe von 1 μm wurde beschichtet
mit 25 g/m2 der Acrylat basierten wässerigen
Klebmasse.
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Klebeband 3:
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Der
obige Weich-PVC-Film von 100 g/m
2 Flächengewicht
mit einer Prägetiefe von 1 μm wurde beschichtet
mit 15 g/m
2 der Acrylat basierten wässerigen
Klebmasse.
| Merkmal | Methode | Einheit | Klebeband
1 | Klebeband
2 | Klebeband
3 |
| Klebkraft
Stahl | ASTM D1000 | N/cm | 1,4 | 1,4 | 1,0 |
| Klebkraft
Rückseite | ASTM D1000 | N/cm | 0,8 | 0,9 | 0,5 |
| Reißfestigkeit | ASTM D1000 | N/cm | 21,4 | 20,7 | 20,4 |
| Reißdehnung | ASTM D1000 | % | 189 | 214 | 205 |
| Prägetiefe | | μm | 15 | 1 | 1 |
| Flagging
Verhalten | | % | 20 | 0 | 0 |
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Bei
den Filmen in dem Beispiel ist die Formulierung der Weich-PVC Folie
jeweils nicht geändert worden, lediglich die Tiefe der
Prägung wurde geändert. Für die Klebebänder
1 bis 3 ist die gleiche Klebmasse auf Basis von Acrylatdispersionen
eingesetzt worden.
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Für
den Fachmann überraschend ist, dass Klebeband 3 trotz deutlich
geringerer Klebkraft auf der eigenen Rückseite im Vergleich
zu Klebeband 1 keinerlei Flagging zeigt. Dieses Verhalten ist eindeutig
auf den Einsatz der erfindungsgerechten Prägetiefe der
Folie zurückzuführen.
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Beispiel 2
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Klebebänder basierend auf einer
Kautschukdispersion:
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Klebeband 4:
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Der
obige Weich-PVC-Film von 140 g/m
2 Flächengewicht
mit einer Prägetiefe von 15 μm wurde beschichtet
mit 25 g/m
2 einer Kautschuk basierten wässerigen
Klebmasse der folgenden Zusammensetzung:
| 80
Gew.% (trocken) | Naturkautschuk |
| 45
Gew.-% (trocken) | Harz
(C5-Harz) |
| 1 Gew.-%
(trocken) | Alterungsschutzmittel |
| 4 Gew.-%
(trocken) | Weichmacher |
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Klebeband 5:
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Der
obige Weich-PVC-Film von 140 g/m2 Flächengewicht
mit einer Prägetiefe von 1 μm wurde beschichtet
mit 25 g/m2 der Kautschuk basierten wässerigen
Klebmasse.
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Klebeband 6:
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Der
obige Weich-PVC-Film von 140 g/m
2 Flächengewicht
mit einer Prägetiefe von 1 μm wurde beschichtet
mit 15 g/m
2 der Kautschuk basierten wässerigen
Klebmasse.
| Merkmal | Methode | Einheit | Klebeband
4 | Klebeband
5 | Klebeband
6 |
| Klebkraft
Stahl | ASTM D1000 | N/cm | 2,1 | 2,1 | 1,7 |
| Klebkraft
Rückseite | ASTM D1000 | N/cm | 1,5 | 1,4 | 0,8 |
| Reißfestigkeit | ASTM D1000 | N/cm | 26,1 | 27,8 | 26,9 |
| Reißdehnung | ASTM D1000 | % | 213 | 222 | 231 |
| Prägetiefe | | μm | 15 | 1 | 1 |
| Flagging
Verhalten | | % | 30 | 0 | 0 |
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Bei
den Filmen in dem Beispiel ist die Formulierung der Weich-PVC-Folie
wiederum nicht geändert worden, lediglich die Tiefe der
Prägung wurde variiert. Für die Klebebänder
4 bis 6 ist die gleiche Klebmasse auf Basis von Kautschukdispersionen
eingesetzt worden. Erneut findet man das überraschende
Ergebnis, dass Klebeband 6 trotz deutlich geringerer Klebkraft auf
der eigenen Rückseite im Vergleich zu Klebeband 4 keinerlei
Flagging zeigt. Dieses Verhalten ist eindeutig auf den Einsatz der
erfindungsgerechten Prägetiefe der Folie zurückzuführen.
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Vergleicht
man noch das Ergebnis von Klebeband 3, das mit einer Klebkraft auf
der eigenen Rückseite von nur 0,5 N/cm keinerlei Flagging
zeigt, mit dem Resultat von Klebeband 4, so kann man eindeutig schließen,
dass eine hohe Klebkraft auf der eigenen Rückseite nicht
von übergeordneter Bedeutung für ein Flagging freies
Ergebnis ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - Handbook of
PVC Formulating, Hrsg. E. J. Wickson, J. Wiley & Sons, 1993 [0025]
- - PVC: Production, Properties and Uses, G. Mattews, The Institute
of Materials, 1996 [0025]
- - ”Plastics Additives Handbook” (5. Ed.) Hanser
Verlag [0027]
- - ”Handbook of PVC Formulating” John Wiley & Sons Verlag [0027]
- - „Kunststoff-Handbuch – Polyvinylchlorid
2/1” (2.) Hanser Verlag, Kap. 6 [0030]
- - Kunststoff-Handbuch, Carl-Hanser-Verlag, Band II, Polyvinylchlorid,
Teil 1, Seiten 240 bis 243 [0031]
- - „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology”,
D. Satas, (3. Auflage) [0061]
- - LV 312, Ausgabe Januar 2006, Abschnitt 5.5 [0070]
- - DIN 53352 [0079]
- - DIN 53370 [0079]
- - DIN 53726 [0080]
- - ISO 1628-2 [0080]
- - ASTM D1000 [0085]
- - ASTM D1000 [0085]
- - ASTM D1000 [0085]
- - ASTM D1000 [0085]
- - ASTM D1000 [0090]
- - ASTM D1000 [0090]
- - ASTM D1000 [0090]
- - ASTM D1000 [0090]